TEC-8实验指导书

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1、TEC-8计算机硬件综合实验系统杨春武刘敬晗编写清华大学科教仪器厂2011.111前言为了适应大学本科计算机专业《数字逻辑和数字系统》、《计算机组成原理课程》和《计算机体系结构》三门课程的实验教学需要，清华大学科教仪器厂研制并生产了TEC-8计算机硬件综合实验系统。这是清华大学科教仪器厂生产的一个专利产品，专利号ZL200720149391.9。计算机专业的《数字逻辑与数字系统》、《计算机组成原理》和《计算机体系结构》三门硬件基础课程中，实验教学的位臵越来越重要。要培养学生的创新精神和动手能力，就必须搞好实验教学。这三门硬件基础课的实验教学应该统一考虑，形成一

2、个完整的体系。在《数字逻辑和数字系统》的实验教学中，要使学生通过实验掌握数字电路的基本特性，掌握典型中、小规模常用器件的功能，能够构造小的数字系统，因此手动接、插线训练是必须的。TEC-8实验系统为《数字逻辑和数字系统》课程设计的实验分为两部分，第一部分是使用中、小规模的器件进行基本实验，实验台上安排了4个14芯、2个16芯、2个20芯、1个24芯、1个28芯双列直插插座，16个电平双位开关，12个发光二极管构成的电平指示灯，一支逻辑笔，1MHz~1Hz的时钟信号和1个电位器。基本实验要进行中、小器件的插、拔和接、插线训练。第二部分是综合实验，使用1片在系统可

3、编程器件EPM7128和一个喇叭、6个数码管、12个交通信号指示灯、1个VGA接口完成频率计、交通灯、简易电子琴、VGA接口等大型综合设计型实验。《计算机组成原理》课程的实验教学使学生通过实验教学掌握计算机各组成部分尤其是整机的工作原理。实验教学所用的模型计算机与商用计算机的区别是商用计算机要求功能强大，而实验教学用的模型计算机则是突出计算机的基本结构和原理，追求良好的实验效果。TEC-8模型计算机8位字长，能够执行加法、减法、逻辑与、加1、存数、取数、条件转移、无条件转移、输出、开中断、关中断、中断返回和停机等14条指令。为了保证《计算机体系结构》实验教学的

4、需要，安排了流水微程序控制器实验和流水硬连线控制器实验。我们设计《计算机组成原理》课程实验时，需要的接、插线很少，将实验的重点放在使学生对实验中每一步所出现的各种现象进行正确解释，加大学生实验过程中思考能力的培养，真正掌握各个实验的原理。TEC-8模型计算机中有微程序控制器和硬连线控制器两种控制器。独创的一次全切换方式实现两种控制器产生的控制信号之间的转换。这种一次全切换方式省去了接、插线操作，可靠性高，不需要关掉电源，优点突出。由于各学校情况不同，安排实验的思路也有很大差异，各有自己的特色，敬请各位老师在使用TEC-8时提出宝贵意见，以便改进。杨春武刘敬晗2

5、011年11月2前言……………………………………………………………………………………..1第1章TEC-8计算机硬件综合实验系统…………………………………………….…..51.1TEC-8实验系统的用途…………………………………………………………….…51.2TEC-8实验系统技术特点…………………………………………………….………51.3TEC-8实验系统组成………………………………………………………….………61.4逻辑测试笔……………………………………………………………………………61.5TEC-8实验系统结构和操作……………………………………………….

6、…………71.5.1模型计算机时序信号………………………………………………………………71.5.2模型计算机组成……………………………………………………………………71.6模型计算机指令系统…………………………………………………………………101.7开关、按钮、指示灯……………………………………………………..…………111.8数字逻辑和数字系统实验部分…………………………………..…………………121.8.1基本实验通用区…………………………………………………………………...121.8.2大型综合设计实验装臵………………………………………………………..…

7、.1321.9EPROM中微代码的修改………………………………………………….……….…13第2章计算机组织与体系结构基本实验………………………………………………182.1运算器组成实验……………………………………………………………………..182.2双端口存储器实验…………………………………………………………………..222.3数据通路实验………………………………………………………………………..262.4微程序控制器实验…………………………………………………………………..302.5CPU组成与机器指令的执行…………………………………………………………36

8、2.6中断原理实验…………………………